SEÇÃO TRANSVERSAL TÍPICA DIFERENÇAS BÁSICAS ENTRE PAVIMENTOS TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLES

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1 TT 402 TRANSPORTES B PAVIMENTAÇÃO SEÇÃO TRANSVERSAL TÍPICA NOÇÕES DE PROJETO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Eng. Mário Henrique Furtado Andrade base estabilizada granulometricamente 0,5 m 0,5 m 3,5 m 3,5 m 0,5 m 2,0 m concreto simples (f ctm,k = 4,5 MPa) concreto rolado (f ck,7 = 5,0 MPa) sub-base granular subleito regularizado e compactado CBR 20% 21 cm 10 cm 10 cm Dreno longitudinal base estabilizada granulometricamente ou estabilizada com cimento (CR, SM,BGTC) CPC-M3 / 2 DIFERENÇAS BÁSICAS ENTRE PAVIMENTOS COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES Rígidos Flexíveis Rígidos Flexíveis Base e revestimento Revestimento H R H F Sub-base Subleito Base Sub-base Reforço do subleito Subleito grande área de distribuição de carga pequena pressão na fundação do pavimento pequena área de distribuição de carga grande pressão na fundação do pavimento CPC-M3 / 3 CPC-M3 / 4 TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLES Concreto Simples Concreto Simples com Barras de Transferência Corte Concreto com Armadura Distribuída Descontínua sem Função Estrutural Concreto com Armadura Contínua sem Função Estrutural Concreto Estruturalmente Armado 3 a 4 metros Concreto Protendido 4 a 6 metros 4 a 6 metros CPC-M3 / 5 CPC-M3 / 6 1

2 PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLES COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA PAVIMENTO COM ARMADURA DISTRIBUÍDA DESCONTÍNUA SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL Corte Barras de transferência 5 cm Corte Armadura Barras de transferência 3 a 4 metros 3 a 5 metros 4 a 7 metros 4 a 7 metros Até 30 metros Até 30 metros CPC-M3 / 7 CPC-M3 / 8 PAVIMENTO COM ARMADURA CONTÍNUA SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PAVIMENTO DE CONCRETO ESTRUTURALMENTE ARMADO 5 cm Corte Corte Juntas de construção de fim de jornada 3 a 5 metros 3 a 7 metros 9 a 30 metros 9 a 30 metros CPC-M3 / 9 CPC-M3 / 10 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO Portland Cement Association: PCA 1984 American Association of State Higway and Transportation Officials AASHTO 1993 AASHTO (suplemento 1998) AASHTO 2002 (em preparo) Fundação Tráfego Concreto CBR Contagem e Classificação Resistência CPC-M3 / 11 CPC-M3 / 12 2

3 MÉTODO PCA/84 FUNDAÇÃO Estudos teóricos Ensaios de laboratório Pistas experimentais Pavimentos em serviço Westergaard (1925): Fundação winkleriana Teoria do Líquido Denso: deslocamento diretamente proporcional à pressão exercida pc = k x d k = pc d CPC-M3 / 13 CPC-M3 / 14 FUNDAÇÃO FUNDAÇÃO k = coeficiente de recalque provas de carga define a capacidade de suporte do subleito Para efeito de projeto, relacionamos k com o CBR Ensaio de prova de carga CPC-M3 / 15 CPC-M3 / 16 FUNDAÇÃO FUNDAÇÃO pc d Ensaio de prova de carga Ensaio de prova de carga CPC-M3 / 17 CPC-M3 / 18 3

4 FUNDAÇÃO SUBLEITO - RELAÇÃO k x CBR (camada de espessura semi-infinita) CBR k (%) (MPa/m) Correlação entre CBR e k CPC-M3 / 19 CPC-M3 / 20 SUB-BASES FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE DE CR Dar suporte uniforme e constante Evitar bombeamento Controlar as variações volumétricas do subleito Aumentar o suporte da fundação CBR subl k subl k CR 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) CPC-M3 / 21 CPC-M3 / 22 FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE GRANULAR FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE DE SC CBR subl k subl k BG 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) CBR subl k subl k SC 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) CPC-M3 / 23 CPC-M3 / 24 4

5 FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE DE SMC FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE DE CONCRETO ASFÁLTICO CBR subl k subl k SMC 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) CBR subl k subl k CA 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) CPC-M3 / 25 CPC-M3 / 26 CONCRETO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) A resistência característica de projeto é a de tração na flexão (f ctm,k ). Geralmente adota-se: Modelos de Comportamento Fadiga Erosão f ctm,k = 4,5 MPa CPC-M3 / 27 CPC-M3 / 28 FADIGA FADIGA DO CONCRETO Repetição de cargas Relação de tensões (S) Número limite ou admissível de repetições de carga CPC-M3 / 29 CPC-M3 / 30 5

6 FADIGA (relação de tensões) RELAÇÃO DE TENSÕES E NÚMERO ADMISSÍVEL DE REPETIÇÕES DE CARGA - CURVA DE FADIGA (PCA-84) S = σ t M R Relações de tensões (S) 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 PCA 66 Extensão (1984) 0, Número de aplicações de carga até a ruptura CPC-M3 / 31 CPC-M3 / 32 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) EQUAÇÕES DE FADIGA Relação de tensões (R t ) Equação MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Posição de carga crítica para as tensões de tração na flexão (6% do tráfego tangenciando a borda) Junta transversal menor que 0,45 N = ilimitado Faixa de tráfego de 0,45 a 0,55 N = ( 4,2577 / R t 0,4325) 3,268 maior que 0,55 N = (0,9718 R t )) / 0,0828 Acostamento Borda livre CPC-M3 / 33 CPC-M3 / 34 LEI DE MINER DANO ACUMULADO POR FADIGA MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Lei de Miner Consumo de Resistência à Fadiga (C RF ) C RF = Σ i m = 1 (n i / N iadm ) C RF 100% Modelos de Comportamento Fadiga Erosão CPC-M3 / 35 CPC-M3 / 36 6

7 EROSÃO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Posição de carga crítica para as deformações Perda de material de camada de suporte sob as placas de concreto e nas laterais Junta transversal Efeito: deformações verticais críticas (cantos e bordas longitudinais livres) Novo conceito: Fator de Erosão - mede o poder que uma certa carga tem de produzir deformação vertical da placa Acostamento Faixa de tráfego Borda livre CPC-M3 / 37 CPC-M3 / 38 FOLHA DE CÁLCULO - PCA/84 Espessura: cm Juntas com BT: ksist.: MPa/m Acostamento de concreto: fctm,k: MPa Período de projeto (anos): Fsc: ANÁLISE DE FADIGA ANÁLISE DE EROSÃO NÚMERO DANOS CARGAS CARGAS NÚMERO NÚMERO CONSUMO POR POR EIXO POR EIXO PREVISTO DE ADMISSÍVEL DE FADIGA ADMISSÍVEL EROSÃO DE DE (kn) x Fsc SOLICITAÇÕES SOLICITAÇÕES (%) SOLICITAÇÕES (%) EIXOS SIMPLES Tensão Eq.: Fator de erosão: Fator de fadiga: EIXOS TANDEM DUPLOS Tensão Eq.: Fator de erosão: Fator de fadiga: EIXOS TANDEM TRIPLOS Tensão Eq.: Fator de erosão: Fator de fadiga: TOTAL TOTAL SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS Placas curtas Barras de transferência Sub-base estabilizada com cimento CPC-M3 / 39 CPC-M3 / 40 OS SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA PROJETO GEOMÉTRICO DE DISTRIBUIÇÃO DE PLACAS 1. Diminuem Tensões e deformações nas placas de concreto Pressões e consolidação na fundação Manutenção 2. Aumentam Durabilidade Conforto e segurança de rolamento Combate: Restrição à retração volumétrica do concreto Empenamento restringido: fissuras longitudinais e transversais CPC-M3 / 41 CPC-M3 / 42 7

8 ASPECTO SUPERFICIAL PROVÁVEL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS TRANSVERSAIS DE CONTRAÇÃO EMPENAMENTO TEÓRICO DIURNO E NOTURNO Fissuras transversais de contração Tração Quente Compressão Fissura Compressão Frio Tração Compressão Frio Tração Fissura Tração Quente Compressão CPC-M3 / 43 CPC-M3 / 44 ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS TIPOS DE JUNTAS Fissuras transversais de contração Junta longitudinal Junta transversal Juntas de expansão Fissura longitudinal devida ao empenamento restringido Fissuras transversais adicionais devidas ao empenamento restringido CPC-M3 / 45 CPC-M3 / 46 TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, SEM BARRAS DE LIGAÇÃO 0,6 Junta de articulação 1,2 /4 + 1,5 Junta de construção CPC-M3 / 47 CPC-M3 / 48 8

9 JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO, DE ENCAIXE MACHO-FÊMEA, SEM BARRAS DE LIGAÇÃO 0,6 0,6 1,2 /4 +1,5 /2 1,2 0,4 /2 0,2 0,4 Barra de ligação 0,1 CPC-M3 / 49 CPC-M3 / 50 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO, DE ENCAIXE MACHO-FÊMEA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS 0,6 1,2 0,4 Junta de retração 0,05 0,1 0,05 0,4 Junta de retração com barras de transferência Juntas de construção 0,1 Barra de ligação CPC-M3 / 51 CPC-M3 / 52 JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, SEM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA Detale A Detale A /4 /4 0,5 0,5 0,5lb 0,5lb Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada) CPC-M3 / 53 CPC-M3 / 54 9

10 JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA, DE TOPO, COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃODE EMERGÊNCIA Detale A 0,6 /2 /2 1,2 0,4 0,05 0,1 0,05 0,4 Barra de transferência 2 Barra de ligação CPC-M3 / 55 CPC-M3 / 56 JUNTA DE EXPANSÃO JUNTA DE EXPANSÃO Material compreensível Estrutura 1 a 2,5 1 a 2,5 /2 /2 isopor ou similar Capuz de material duro Barra de transferência CPC-M3 / 57 CPC-M3 / 58 DETALHE A - PROFUNDIDADE DE CORTE E SELAGEM DE JUNTAS DETALHE DO CORTE E RESERVATÓRIO DO SELANTE DAS JUNTAS 5 10 Corpo de apoio 0,25 obs: cotas em mm Detale A CPC-M3 / 59 CPC-M3 / 60 10

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